Цифровой измеритель магнитного поля Советский патент 1986 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в магнитометрах, предназначенных для измерения магнитного поля в геологоразведке, магнитной дефектоскопии и судостроении.

Цель изобретен ия - повышение точности путем улучшения стабильности и расширения диапазона измерения магнитного поля ввиду уменьшения влияния дрейфа нуля цифроаналогово- го преобразователя, гистрезиса сердечника феррозонда и других элементов устройства с одновременным улучшением линейности устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений.

Устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, запоминающий регистр 4, односер- дечниковый феррозонд 5, дифференциатор 6, компаратор 7, арифметический сумматор 8, выходной регистр 9.

Выход тактового генератора 1 подключен к счетному входу реверсивного счетчика 2, выходы которого соединены с входами арифметического сумматора 8, выходы запоминающего регистра А подключены ко второй группе входов арифметического сумматора В, выходы арифметического сумматора 8 соединены с входами цифроаналогового преобразователя 3, выход которого соединен с обмоткой возбуждения феррозонда 5, выход феррозонда 5 соединен с входом дифференциатора 6, выход феррозонда 5 соединен с выходом дифференциатора 6, выход которого соединен с входом компаратора 7, выход компаратора 7 соединен с обнуляю щим входом реверсивного счетчика 2, с управляющим входом запоминающего регистра 4 и с управляющим входом выходного регистра 9.

Работа устройства (фиг.2) осуществляется следующим образом.

При отсутствии измеряемого магнитного поля происходит увеличение или затем уменьшение состояния выходов реверсивного счетчика 2 по сигналам тактового генератора 1 в зависимости от направления счета, после чего происходит сумм1фование в Арифметическом сумматоре 8 в двоичном коде величины, определяемой состоянием выходов реверсивного счет

15075 2

чика 2, и величины, хранящейся в запоминающем регистре 4 (временно будем считать ее нулевой , таким образом на выходе цифроаналогового

5 преобразователя 3 формируется -сигнал треугольного тока возбуждения феррозонда на выходе последнего появляются импульсы, которые после дифференцирования на дифференциаторе 6 пода10 ются на вход компаратора 7, на выходе компаратора 7 формируются прямоугольные .импульсы, по фронтам которых происходит запись состояния выходов арифметического сумматора 8

(5 в запоминающий регистр 4 и одновременное обнуление выходов реверсивного счетчика 2, импульсы с выхода компаратора 7 подаются тагсже на выходной регистр 9, которьш произво20 дит запись и хранение информации, поступающей с арифметического сумматора 8 только по отрицательному фронту импульсов компаратора 7. Таким образом, если по положи25 тельному фронту в запоминающий

регистр 4 запишется при отсутствии внешнего поля информация Н,- соответствующая гистерезису сердечника феррозонда 5 и другим злеменJQ там устройства, то по отрицательному фронту импульса компаратора 7 на выходе реверсивного счетчика 2 будет присутствовать информация Не,, , соответствующая - Н f. (см.фиг.2) , таким образом, на выходе магнитометра, т.е. на выходах выходного регистра 9 информация будет Hgt,, Н + Н,. Hf--Hp 0, что и запишется в выходной регистр 9.

При наличии внешнего поля, при поступлении положительного фронта импульса компаратора 7, состояние реверсивного счетчика 2 будет соот- .ветствовать Н, V

, и запишется в запоминающий регистр 4.

При постугтлении отрицательного фронта, импульса компаратора 7 состояние реверсивного счетчика 2 будет соответствовать Н бН., - Н.. Таким образом, в выходной регистр

50

9 запишется информация Н + Н, +AH,, Н

ИЭМ

8Ы« Г... ИЗМ

Как видно из описания работы пред/1агаемого устройства, в нем осу- 55 ществлена функционально общая отрицательная обратная связь по магнитному полю, вследствие чего снижается влияние дрейфа нуля цифроаналогового

3I

преобразователя 3 и стабилизируется условие работы феррозонда 5,

Формула изобретения

Цифровой измеритель магнитного ПОЛЛ, содержащий тактовый генератор, выход которого соединен со Счетным входом реверсивного счетчика, цифро- аналоговый преобразователь, запомина ющий регистру односердечниковый феррозонд, дифференциатор и компаратор, при этом входы цифроаналогового преобразователя и запоминающего регистра соединены параллельно, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с обмоткой возбужде15075

ния феррозонда, выход сигнальной обмотки которого соединен через дифференциатор и компаратор с управл5по- щим входом запоминающего регистра, 5 отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены арифметический сумматор и выходной регистр, при этом входы сумматора соединены с выходами ревер. сивного счетчика и запоминающего

to

регистра, а выходы соединены с входами цифроаналогового преобразователя и выходного регистра, выход компаратора так же соединен с обнуляющим входом реверсивного счетчика и управляющим входьм выходного регистра.

Изобретение может быть использовано в магнитометрах. Цель изобретения - повьшение точности за счет улучшения стабильности и расширения диапазона измерения магнитного поля из-за уменьшения влияния дрейфа нуля цифроаналогового преобразователя, гистерезиса сердечника феррозонда с одновременным улучшением линейности устройства. Устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, запоминающий регистр 4, арифметический сумматор 8, выходной регистр 9, цифроанало- говый преобразователь 3, односердеч- никовый феррозонд 5, дифференциатор 6 и компаратор 7. В описании приведены диаграммы напряжений устройства. 2 ил.

Нсч

Составитель А.Гуськов Редактор О.Колесникова Техред А.Бабинец Корректор С.Черни

905/55

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4